@[TOC](Sugar-Electron 基于Electron的轻量级开发框架)
前言
今天给大家带来一款基于Electron桌面开发平台的自研应用框架Sugar-Electron，期望能改善Electron应用稳定性和帮助开发团队降低开发和维护成本。
笔者使用Electron做桌面应用，已经有3年的时间，期间也遇到很多大大小小的坑。但总结起来，最大的问题还是应用稳定性和开发效率问题。我们期望通过这个框架，能让应用程序在这两个方面有所优化。
项目源码地址：
https://github.com/SugarTurboS/Sugar-Electron
如有任何疑问，可以扫码加入微信群聊讨论
关于应用稳定性
我们知道Electron应用程序有三大基础模块。
-
主进程
-
渲染进程
-
进程间通信
由于我们属于多窗口（多渲染进程）的应用，所以我们会把窗口公共的服务模块都写到主进程模块，这为整个程序的稳定性埋下了隐患。
在Electron中，主进程控制了整个程序的生命周期，同时也负责管理它创建出来的各个渲染进程。一旦主进程的代码出现问题，那么会导致以下情况发生。
-
主进程出现未捕获的异常崩溃，直接导致应用退出。
-
主进程出现阻塞，直接导致全部渲染进程阻塞，UI处于阻塞无响应状态。
所以，在Sugar-Electron中，我们引入了Service进程的概念，期望将业务原来写在主进程的代码，迁移到Service进程中（本质上是渲染进程），使得这些代码导致的崩溃不会使得整个程序退出。而主进程的进程管理器可以在Service崩溃时，重启该进程并恢复崩溃前的状态，从而提高整个程序的稳定性和可用性。
关于开发效率低
Electron属于桌面开发平台提供桌面应用开发的能力框架，上手简单。但框架本身缺少约定，因此使用Electron做应用开发，系统模块会出现各种千奇百怪的划分，代码会出现多种多样的写法，这会显著的增加学习成本，降低开发人员的效率。sugar-electron按照约定进行开发，降低团队协作成本，以提升效率。
特性
-
内置进程间通信模块，支持请求响应、发布订阅的方式
-
内置进程间状态共享模块，支持状态同步变更、状态变更监听
-
内置进程管理模块，支持进程模块集中式管理
-
内置配置管理模块，支持开发、测试、生产环境配置切换
-
内置插件模块，支持高度可扩展的插件机制
-
框架侵入性低，项目接入改造成本低
-
渐进式开发
设计原则
一、sugar-electron一切围绕渲染进程为核心设计，主进程只是充当进程管理（创建、删除、异常监控）和调度（进程通信、状态功能桥梁）的守护进程的角色。
主进程不处理业务逻辑，这么设计的好处：
-
可以避免主进程出现未捕获异常崩溃，导致应用退出
-
避免主进程出现阻塞，引起全部渲染进程阻塞，导致UI阻塞无响应
二、sugar-electron所有的业务模块都是渲染进程。我们知道进程之间是不能直接访问的，为了让进程之间的调用就像同线程模块之间直接调用一样方便，sugar-electron提供了以下三个模块：
-
进程间通信模块
-
进程间状态共享模块
-
进程管理模块
三、为了保证框架核心的足够精简、稳定、高效，因此框架的扩展能力至关重要，为此sugar-electron提供自定义插件机制扩展框架能力，还可以促进业务逻辑复用，甚至于生态圈的形成。
如下是框架逻辑视图：
sugar-electron基于类微内核架构设计，如下图所示：
其框架核心有七大模块:
-
基础进程类BaseWindow
-
服务进程类Service
-
进程管理windowCenter
-
进程间通信ipc
-
进程间状态共享store
-
配置中心config
-
插件管理plugins
安装
npm i sugar-electron
脚手架
npm i sugar-electron-cli -g
sugar-electron-cli init
核心功能
基础进程类——BaseWindow
基础进程类BaseWindow基于BrowserWindow二次封装，sugar-electron以BaseWindow为载体，聚合了框架所有核心模块。
举个例子
使用BrowserWindow创建渲染进程
// 在主进程中.
const { BrowserWindow } = require('electron')
let win = new BrowserWindow({ width: 800, height: 600, show: false });
win.on('ready-to-show', () => {})
win.loadURL('https://github.com');
使用BaseWindow创建渲染进程
// 在主进程中.
const { BaseWindow } = require('sugar-electron');
let win = new BaseWindow('winA', {
url: 'https://github.com' // BaseWindow 特有属性，默认打开的页面
width: 800, ght: 600, show: false
});
win.on('ready-to-show', () => {})
const browserWindowInstance = winA.open();
服务进程类——Service
在实际业务开发中，我们需要有一个进程去承载业务进程通用模块的功能，Service为此而生。Service进程实例实际上也是渲染进程，只是开发者只需要传入启动入口js文件，即可创建一个渲染进程，且BaseWindow一样，聚合框架所有核心模块。
举个例子
// -----------------------主进程-----------------------
const service = new Service('service', path.join(__dirname, 'app.js'), true);
service.on('success', function () {
console.log('service进程启动成功');
});
service.on('fail', function () {
console.log('service进程启动异常');
});
service.on('crashed', function () {
console.log('service进程崩溃'); // 对应webContents.on('crashed')
});
service.on('closed', function () {
console.log('service进程关闭'); // 对应browserWindow.on('closed')
});
进程通信——ipc
ipc作为进程间通信核心模块，支持三种通信方式：
-
请求响应（渲染进程间）
-
发布订阅（渲染进程间）
-
主进程与渲染进程通信
请求响应
逻辑视图：
举个例子
// 服务进程service
const { ipc } = require('sugar-electron');
// 注册响应服务A1
ipc.response('service-1', (json, cb) => {
console.log(json); // { name: 'winA' }
cb('service-1响应');
});
// 渲染进程winA
const { ipc, windowCenter } = require('sugar-electron');
const r1 = await windowCenter.service.request('service-1', { name: 'winA' });
console.log(r1); // service-1响应
// 等同
const r2 = await ipc.request('service', 'service-1', { name: 'winA' });
console.log(r2); // service-1响应
异常
状态码 1 | 说明 2
—|---
1 | 找不到进程
2 | 找不到进程注册服务
3 | 超时
发布订阅
逻辑视图：
举个例子
// 服务进程service
const { ipc } = require('sugar-electron');
setInterval(() => {
ipc.publisher('service-publisher', { name: '发布消息' });
}, 1000);
// winA
const { ipc, windowCenter } = require('sugar-electron');
// 订阅
const unsubscribe = windowCenter.service.subscribe('service-publisher', (json) => {
console.log(json); // { name: '发布消息' }
});
// 等同
const unsubscribe = ipc.subscribe('service', service-publisher', (json) => {
console.log(json); // { name: '发布消息' }
});
// 取消订阅
unsubscribe();
// 等同
windowCenter.service.unsubscribe('service-publisher', cb);
主进程与渲染进程间通信（进程名"main"，为主进程预留）
sugar-electron框架设计理念所有业务模块都有各个渲染进程完成，所以基本上不存在与主进程通信的功能，但不排除有主进程与渲染进程通信的场景。所以sugar-electron进程通信模块支持与主进程通信接口。
举个例子
// 主进程
const { ipc } = require('sugar-electron');
ipc.response('test', (data, cb) => {
console.log(data); // 我是渲染进程
cb('我是主进程')
});
// winA
const { windowCenter } = require('sugar-electron');
const res = windowCenter.main.request('test', '我是渲染进程');
console.log(res); // 我是主进程
// 或者
const res = ipc.request('main', 'test', '我是渲染进程');
console.log(res); // 我是主进程
进程管理——windowCenter
sugar-electron所有的业务模块都是渲染进程。我们知道进程之间是不能直接访问的，所有有了进程管理模块。
所有的渲染进程都能在windowCenter中根据进程名对应的唯一key找到对应的渲染进程，让进程之间的调用就像同线程模块之间直接调用一样方便。
举个例子
需求：winA内打开winB，并在winB webContents初始化完成后，设置窗口B setSize(400, 400)
// 主进程
const { BaseWindow, Service, windowCenter } = require('sugar-electron');
// 设置窗口默认设置，详情请参考Electron BrowserWindow文档
BaseWindow.setDefaultOption({
show: false
});
// winA
const winA = new BaseWindow('winA', {
url: `file://${__dirname}/indexA.html`
});
// winB
const winB = new BaseWindow('winB', {
url: `file://${__dirname}/indexB.html`
});
// 创建winA窗口实例
windowCenter.winA.open(); // 等同于winA.open();
// winA
const { windowCenter } = require('sugar-electron');
const winB = windowCenter.winB;
// 创建winB窗口实例
await winB.open();
// 订阅窗口创建完成“ready-to-show”
const unsubscribe = winB.subscribe('ready-to-show', () => {
// 解绑订阅
unsubscribe();
// 设置winB size[400, 400]
const r1 = await winB.setSize(400, 400);
// 获取winB size[400, 400]
const r2 = await winB.getSize();
console.log(r1, r2);
});
==备注：服务进程句柄通过windowCenter也可以获取==
进程间状态共享——store
sugar-electron是多进程架构设计，在业务系统中，避免不了多个业务进程共享状态。由于进程间内存相互独立，不互通，为此sugar-electron框架集成了进程状态共享模块。
进程状态共享模块分成两个部分：
-
主进程申明共享状态数据
-
渲染进程设置、获取共享状态数据，订阅状态变化
举个例子
// 主进程——初始化申明state
const { store } = require('sugar-electron');
store.createStore({
state: {
name: '我是store'
},
modules: {
moduleA: {
state: {
name: '我是moduleA'
}
},
moduleB: {
state: {
name: '我是moduleB'
},
modules: {
moduleC: {
state: {
name: '我是moduleC'
}
}
}
}
}
});
// 渲染进程A，订阅state变化
const { store } = require('sugar-electron');
console.log(store.state.name); // 我是store
// 订阅更新消息
const unsubscribe = store.subscribe((data) => {
console.log(store.state.name); // 改变state
unsubscribe(); // 取消订阅
});
// moduleA
const moduleA = store.getModule('moduleA');
console.log(moduleA.state.name); // 我是moduleA
const unsubscribeA = moduleA.subscribe((data) => {
console.log(moduleA.state.name); // 改变moduleA
unsubscribeA(); // 取消订阅
});
// 渲染进程B，设置state
const { store } = require('sugar-electron');
await store.setState({
'name': '改变state'
});
// moduleA
const moduleA = store.getModule('moduleA');
await moduleA.setState({
'name': '改变moduleA'
});
配置——config
sugar-electron提供了多环境配置，可根据环境变量切换配置，默认加载生成环境配置。
config
|- config.base.js // 基础配置
|- config.js // 生产配置
|- config.test.js // 测试配置——环境变量env=test
|- config.dev.js // 开发配置——环境变量env=dev
流程图：
举个例子
// 主进程
const { config } = require('sugar-electron');
global.config = config.setOption({ appName: 'sugar-electron', configPath: path.join(__dirname, 'config') });
// 渲染进程
const { config } = require('sugar-electron');
console.log(config);
==备注：==
-
AppData/appName 配置文件config.json { “env”: “环境变量”, “config”: “配置” }
-
sugar-electron默认根据根目录config自动初始化
插件——plugins
一个好用的框架离不开框架的可扩展性和业务复用。开发者通过plugins模块自定义插件和配置安装插件。
==使用一款插件，需要三个步骤：==
-
自定义封装
-
config目录配置问题plugins.js配置插件安装
-
使用插件
插件封装
// 1、自定义封装ajax插件adpter
const axios = require('axios');
const apis = {
FETCH_DATA_1: {
url: '/XXXXXXX1',
method: 'POST'
}
}
module.exports = {
/**
* 安装插件，自定义插件必备
* @ctx [object] 框架上下文对象{ config, ipc, store, windowCenter, plugins }
* @params [object] 配置参数
*/
install(ctx, params = {}) {
// 通过配置文件读取基础服务配置
const baseServer = ctx.config.baseServer;
return {
async callAPI(action, option) {
const { method, url } = apis[action];
try {
// 通过进程状态共享SDK获取用户ID
const token = ctx.store.state.token;
const res = await axios({
method,
url: `${baseServer}${url}`,
data: option,
timeout: params.timeout // 通过插件配置超时时间
});
if (action === 'LOGOUT') {
// 通过进程间通信模块，告知主进程退出登录
ctx.ipc.sendToMain('LOGOUT');
}
return res;
} catch (error) {
throw error;
}
}
}
}
}
插件安装
在配置中心目录plugins.js配置插件安装
config
|- config.base.js // 基础配置
|- config.js // 生产配置
|- config.test.js // 测试配置——环境变量env=test
|- config.dev.js // 开发配置——环境变量env=dev
|- plugins.js // 插件配置文件
// 2、配置插件安装
const path = require('path');
exports.adpter = {
// 如果根路径plugins目录有对应的插件名，则不需要配置path或package
path: path.join(__dirname, '../plugins/adpter'), // 插件绝对路径
package: 'adpter', // 插件包名，如果package与path同时存在，则package优先级更高
enable: true, // 是否启动插件
include: ['winA'], // 插件使用范围，如果为空，则所有渲染进程安装
params: { timeout: 20000 } // 传入插件参数
};
插件使用
// 3、使用插件——winA
const { plugins } = require('sugar-electron');
const res = await plugins.adpter.callAPI('FETCH_DATA_1', {});
自动初始化核心模块
使用过egg开发者应该知道，egg基础功能模块会根据对应的目录自动初始化。sugar-electron也提供根据目录自动初始化的能力。只需要使用框架启动接口start传入配置参数即可完成核心模块自动初始化
举个例子
const { start } = require('sugar-electron');
start({
appName: '应用名',
basePath: '启动目录',
configPath: '配置中心目录', // 可选，默认basePath + './config'
storePath: '进程状态共享目录', // 可选，默认basePath + './store'
windowCenterPath: '配置中心目录', // 可选，默认basePath + './windowCenter'
pluginsPath: '插件目录', // 可选，默认basePath + './plugins'
})
注意事项
1、由于sugar-electron核心模块会自动判断主进程或者渲染进程环境，自动选择加载不同环境的模块，如果使用webpack打包会导致把两个环境的代码都打包进去，可能还会出现异常。
因此，如果使用webpack打包，引入sugar-electron采用如下方式：
// 主进程
const { ipc, store, ... } = require('sugar-electron/main')
// 渲染进程
const { ipc, store, ... } = require('sugar-electron/render')
API
start
框架启动接口，自动挂载config、store、windowCenter、plugins模块
主进程API
/**
* 启动sugar
* @param {object} options 启动参数
* @param {string} options.appName 应用名
* @param {string} options.basePath 启动目录
* @param {string} options.configPath 配置目录，默认basePath + './config'
* @param {string} options.storePath 进程状态共享目录，默认basePath + './store'
* @param {string} options.windowCenterPath 窗口中心目录，默认basePath + './windowCenter'
* @param {string} options.pluginsPath 插件目录，默认basePath + './plugins'
*/
start(opions)
使用举例
// -----------------------主进程-----------------------
start({
appName: string, 应用名，%appData%目录
basePath: string, 启动目录
configPath: string, 配置目录
storePath: string, 进程状态共享目录
windowCenterPath: string, 窗口中心目录
pluginsPath: string 插件目录
});
BaseWindow
/**
* 主进程调用
* @param {string} name
* @param {object} option
*/
new BaseWindow(name, option);
主进程API
setDefaultOptions [类方法]设置窗口默认配置
/**
* @param {object} option 参考electron BrowserWindow
*/
setDefaultOptions(option)
open [实例方法]创建一个BrowserWindow实例
/**
* @param {object} option 参考electron BrowserWindow
* @return {browserWindow}
*/
open(option)
getInstance [实例方法]
/**
* @return {browserWindow}
*/
getInstance(option)
publisher [实例方法]向当前窗口发布通知，可参考ipc模块
/**
* @param {string} eventName 通知事件名
* @param {object} param 参数
* @return {browserWindow}
*/
publisher(eventName, param)
使用举例
// -----------------------主进程-----------------------
const { BaseWindow } = require('sugar-electron');
BaseWindow.setDefaultOptions({
width: 600,
height: 800,
show: false,
...
});
const winA = new BaseWindow('winA', { url: 'https://github.com' });
const instance = winA.open({...}); // 创建窗口
instance === winA.getInstance(); // true
Service
主进程API
/*
* 创建服务进程
* @param {string} name 服务进程名
* @param {string} path 启动入口文件路径（绝对路径）
* @param {boolean} devTool 是否打开调试工具，默认false
*/
new Service(name = '', path = '', openDevTool = false);
使用举例
// -----------------------主进程-----------------------
const service = new Service('service', path.join(__dirname, 'app.js'), true);
service.on('success', function () {
console.log('service进程启动成功');
});
service.on('fail', function () {
console.log('service进程启动异常');
});
service.on('crashed', function () {
console.log('service进程崩溃'); // 对应webContents.on('crashed')
});
service.on('closed', function () {
console.log('service进程关闭'); // 对应browserWindow.on('closed')
});
windowCenter
主进程、渲染进程API
windowCenter: object 进程集合key=进程名 value=进程实例，默认{}
使用举例
// -----------------------主进程-----------------------
const service = new Service('service', path.join(__dirname, 'app.js'), true);
const winA = new BaseWindow('winA', {});
const winB = new BaseWindow('winB', {});
windowCenter['service'] === service; // true
windowCenter['winA'] === winA; // true
windowCenter['winB'] === winB; // true
windowCenter['winA'].open(); // 创建winA窗口实例，同步调用
windowCenter['winA'].on('ready-to-show', () => {
windowCenter['winA'].setFullscreen(true);
});
// -----------------------渲染进程-----------------------
// 渲染进程接口调用实际上是通过ipc通道通知主进程进程接口调用，所以接口异步而非同步
(async () => {
await windowCenter['winA'].open(); // 创建winA窗口实例，异步Promise调用
windowCenter['winA'].subscribe('ready-to-show', async () => {
await windowCenter['winA'].setFullscreen(true);
});
})()
ipc
主进程API
response 响应
/**
* 注册响应服务
* @param {string} eventName 事件名
* @param {function} callback 回调
* 使用方式，渲染进程ipc.request('main', eventName, param)
*/
response(eventName, callback)
渲染进程API
setDefaultRequestTimeout 设置响应超时时间
setDefaultRequestTimeout(timeout = 0);
request 请求
/**
* @param {string} toId 进程ID（注册通信进程模块名）
* @param {string} eventName 事件名
* @param {any} data 请求参数
* @param {number} timeout 超时时间，默认20s *
* @return 返回Promise对象
*/
request(toId, eventName, data, timeout)
response 响应
/**
* 注册响应服务
* @param {string} eventName 事件名
* @param {function} callback 回调
*/
response(eventName, callback)
unresponse 注销响应服务
/**
* @param {string} eventName 事件名
* @param {function} callback 回调
*/
unresponse(eventName, callback)
publisher 发布
/**
* @param {string} eventName 事件名
* @param {any} param 参数
*/
publisher(eventName, param)
subscribe 订阅
/**
* @param {string} toId 进程ID（注册通信进程模块名）
* @param {string} eventName 事件名
* @param {function} callback 回调
*/
subscribe(toId, eventName, callback)
unsubscribe 取消订阅
/**
* @param {string} toId 进程ID（注册通信进程模块名）
* @param {string} eventName 事件名
* @param {function} callback 回调
*/
unsubscribe(toId, eventName, callback)
使用举例
// ---------------------winA---------------------
const { ipc } = require('sugar-electron');
// 注册响应服务A1
ipc.response('get-data', (json, cb) => {
console.log(json); // { name: 'winB' }
cb('winA响应');
});
// ---------------------winB---------------------
const { ipc, windowCenter } = require('sugar-electron');
const btn1 = document.querySelector('#btn1');
const { winA } = windowCenter;
btn1.onclick = () => {
const r1 = await winA.request('get-data', { name: 'winB' });
console.log(r1); // winA响应
// 等同
const r2 = await ipc.request('get-data', 'get-data', { name: 'winB' });
console.log(r2); // winA响应
}
store
主进程API
createStore 初始化state
/**
* @param {object} store
*/
createStore(store)
渲染进程API
setState 设置state
/**
* 单个值设置
* @param {string} key
* @param {any} value
* @return 返回Promise对象
*/
setState(key, value)
/**
* 批量设置
* @param {object} state
* @return 返回Promise对象
*/
setState(state)
subscribe 订阅当前module的值变化通知
/**
* @param {function} cb 订阅回调
* @return {function} 返回注销订阅function
*/
subscribe(cb)
unsubscribe 注销订阅
/**
* @param {funtion} cb 订阅回调
*/
unsubscribe(cb)
getModule 获取module
/**
* 获取module
* @param {string} moduleName 模块名
* @return {object} module
* 返回：setState: 设置当前模块state;subscribe: 订阅;unsubscribe: 注销订阅;getModule: 获取当前模块的子模块;getModules
*/
getModule(moduleName)
getModules 获取所有modules
/**
* @return {array} [module, module, module]
*/
getModules()
使用举例
// 主进程——初始化申明state
const { store } = require('sugar-electron');
store.createStore({
state: {
name: '我是store'
},
modules: {
moduleA: {
state: {
name: '我是moduleA'
}
},
moduleB: {
state: {
name: '我是moduleB'
},
modules: {
moduleC: {
state: {
name: '我是moduleC'
}
}
}
}
}
});
// 渲染进程
const { store } = require('sugar-electron');
store.state.name; // 我是store
// 订阅更新消息
const unsubscribe = store.subscribe((data) => {
console.log('更新：', data); // 更新：{ name: '我是store1' }
});
await store.setState({
'name': '我是store1'
});
unsubscribe(); // 取消订阅
// moduleA
const moduleA = store.getModule('moduleA');
moduleA.state.name; // 我是moduleA
const unsubscribeA = moduleA.subscribe((data) => {
console.log('更新：', data); // 更新：{ name: '我是moduleA1' }
});
await moduleA.setState({
'name': '我是moduleA1'
});
moduleA.unsubscribe(cb); // 取消订阅